Efekat temperature i koncentracije rastvora hlorida alkalnih metala na elektrohemijsku redukciju i kapacitivnost grafen oksida
Temperature and concentration effect of alkaline metal chloride solutions on electrochemical reduction and capacitance of graphene oxide
Докторанд
Karačić, DaliborМентор
Pašti, IgorЧланови комисије
Gutić, SanjinGavrilov, Nemanja M.
Stojković Simatović, Ivana
Lačnjevac, Uroš
Autorstvo-Deliti pod istim uslovima 3.0 Srbija (CC BY-SA 3.0)
Метаподаци
Приказ свих података о дисертацијиСажетак
Elektrohemijska redukcija tankoslojnih filmova grafen oksida (GO) u rastvorima hlorida
alkalnih metala se dešava na negativnijim potencijalima u odnosu na rastvore hlorida zemnoalkalnih
metala. Kapacitivnost se značajno povećava usled redukcije i Ered maksimuma kapacitivnosti zavisi
od sastava elektrolita. Elektrohemijskom redukcijom dobijene su maksimalne kapacitivnosti u
rasponu od 65-130 F/g, a kapacitivnost je afektirana prisustvom Vulcan XC-72R (provodljivog
polimera) u tankom filmu GO. Bitno je naglasiti da je elektrohemijska redukcija u LiCl i KCl brz
proces sa relativno niskom energijom aktivacije (ispod 30 kJ mol-1
), da se proces odvija lokalizovano
i da brzina zavisi od aglomeracije funkcionalnih grupa na bazalnoj ravni. Zavisnost procesa je
definisana prirodom inertnog elektrolita. Pošto inertni elektrolit menja energiju aktivacije
redukcionog procesa, a i sama priroda elektrolita se menja sa promenom temperature i koncentracije
(opisano u literaturnom pregledu ovog poglavl...ja), može se napraviti hipotetska korelacija uticaja
promene hidratacione sfere na proces redukcije. Povećanjem temperature i koncentracije dolazi do
značajnog pomeranja pikova redukcije ka pozitivnijim potencijalima. Temperaturne i koncentracione
promene utiču na smanjenje hidratacionih radijusa, što verovatno menja energiju aktivacije procesa
redukcije kiseoničnih funkcionalnih grupa, što može imati efekat na olakšanu redukciju i različitu
kapacitivnost u zavisnosti od slučaja. Na elektrohemijsku redukciju GO utiče promena sadržaja vode
u smesama rastvarača (DMSO/voda, DMF/voda, MeCN/voda), koji sadržavaju inertni elektrolit
(0.005 M LiClO4). Priroda rastvarača koji su pomešani sa vodom utiču na pH vrednosti rastvora, a to
za posledicu ima olakšanu ili otežanu redukciju grafen oksida.
Graphene oxide (GO) electochemical reduction in alkali chloride aqueous solutions is
occurring at more negative reduction potentials compared to earth alkaline chloride aqueous
solutions. Capacitance is significantly increased after electrochemical reduction and maximum
capacitance is directly affected by electrolyte present in solution, and presence of Nafion (conductive
polymer). Capacitances obtained after electrochemical reduction were in range 65-130 F/g. Increase
of temperature and concentration of inert electrolyte affects graphene oxide reduction where
reduction peak potentials shifts to more positive potential values. It is important to point out that the
electrochemical reduction in LiCl and KCl solutions is fast process with relative low activation energy
(below 30 kJ mol-1
). Also reduction occurs locally and rate depends on aglommeration of oxygen
functionalities on basal plane. Effect related to reduction of GO under combined
temperature/concentration conditions most like...ly affects hydration radius of ions making variations
in reduction in a sense of changing activation energy of process. Different water content in mixtures
containing polar aprotic solvents (DMSO/voda, DMF/voda, MeCN/voda) containing (0.005 M
LiClO4) inert electrolyte affects pH value of solutions which eventuly makes electrochemical
reduction of graphene oxide harder (higher pH) or easier (lower pH).